CN112399455A - Lora网关控制方法及Lora通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种Lora网关控制方法及Lora通信系统，其中，Lora网关控制方法包括：网关控制装置将Lora节点同时配置在第一Lora网关和第二Lora网关下，并将第一Lora网关设置为主网关，将第二Lora网关设置为备用网关；当网关控制装置检测到第一Lora网关发生故障时，网关控制装置发送备升主指令至第二Lora网关，以将第二Lora网关设置为主网关；其中，网关控制装置控制主网关和备用网关都能够接收到Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息，并控制主网关响应Lora节点的请求，控制备用网关不响应Lora节点的请求。本发明提高了Lora通信系统的稳定性和可靠性。

Description

Lora网关控制方法及Lora通信系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种Lora网关控制方法及Lora通信系统。

背景技术

Lora(Long Range Radio，远距离无线电)通信中广泛采用的LoraWan协议，在Lora通信系统中，一般会将多个Lora节点挂载在一个Lora网关下，该Lora网关在工作过程中，有可能会出现断电或者挂死的情况，这样就会导致Lora节点与Lora网关之间无法进行数据交互，Lora节点采集的数据不能及时上传，无法将其应用在可靠性要求较高的场合。

发明内容

本发明提供一种Lora网关控制方法及Lora通信系统，可以解决单个Lora网关发生故障而影响Lora节点数据上传的问题，提高了Lora通信系统的稳定性和可靠性。

本发明提供一种Lora网关控制方法，其包括下述步骤：

网关控制装置将Lora节点同时配置在第一Lora网关和第二Lora网关下，并将所述第一Lora网关设置为主网关，将所述第二Lora网关设置为备用网关；

当所述网关控制装置检测到所述第一Lora网关发生故障时，所述网关控制装置发送备升主指令至所述第二Lora网关，以将所述第二Lora网关设置为主网关；

其中，所述网关控制装置控制所述主网关和所述备用网关都能够接收到所述Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息，并控制所述主网关响应所述Lora节点的请求，控制所述备用网关不响应所述Lora节点的请求。

优选地，所述网关控制装置控制所述主网关和所述备用网关都能够接收到所述Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息的实施方式为：

控制所述主网关和所述备用网关的通信参数相同。

优选地，在所述网关控制装置将所述第二Lora网关设置为主网关之后，还包括下述步骤：

当所述网关控制装置检测到所述第一Lora网关故障消除时，所述网关控制装置发送主降备指令至所述第二Lora网关，以将所述第二Lora网关设置为备用网关。

优选地，在所述网关控制装置控制设置完成主网关和备用网关后，还包括下述步骤：

当所述Lora节点的状态发生变化时，所述主网关向所述网关控制装置上报节点状态变化信息，所述网关控制装置将所述节点状态变化信息发送至所述备用网关；其中，所述Lora节点状态变化信息包含有所述Lora节点的注册成功信息和/或所述Lora节点的离线信息。

优选地，在所述网关控制装置控制将第一Lora网关设置为主网关、将所述第二Lora网关设置为备用网关后，当需要升级所述第一Lora网关的程序和所述第二Lora网关的程序时，升级的控制方式为：

所述网关控制装置先控制升级所述第二Lora网关的程序；在所述第二Lora网关的程序升级完成后，所述网关控制装置控制将所述第二Lora网关设置主网关、将所述第一Lora网关设置备用网关；然后所述网关控制装置再控制升级所述第一Lora网关的程序。

优选地，在所述网关控制装置控制将第二Lora网关设置为主网关、将所述第一Lora网关设置为备用网关后，当需要升级所述第一Lora网关的程序和所述第二Lora网关的程序时，升级的控制方式为：

所述网关控制装置先控制升级所述第一Lora网关的程序；在所述第一Lora网关的程序升级完成后，所述网关控制装置控制将所述第一Lora网关设置主网关、将所述第二Lora网关设置备用网关；然后所述网关控制装置再控制升级所述第二Lora网关的程序。

优选地，所述网关控制装置检测判断所述第一Lora网关发生故障的方式为：

所述网关控制装置检测判断所述第一Lora网关与所述网关控制装置之间的心跳是否超过预设时长，或者所述网关控制装置判断其是否接收到所述第一Lora网关上报的异常，若所述第一Lora网关与所述网关控制装置之间的心跳超过预设时长，或者所述网关控制装置接收到所述第一Lora网关上报的异常，则判断所述第一Lora网关发生故障。

本发明还提供一种Lora通信系统，其包括Lora节点、网关控制装置第一Lora网关和第二Lora网关；所述网关控制装置，包括：

网关设置模块，分别与所述Lora节点、所述第一Lora网关和所述第二Lora网关通信连接，以用于将Lora节点同时配置在第一Lora网关和第二Lora网关下，并将所述第一Lora网关和所述第二Lora网关中的一者设置为主网关，另一者设置为备用网关；

故障检测模块，分别与所述网关设置模块、所述第一Lora网关和所述第二Lora网关通信连接，以用于检测所述第一Lora网关、所述第二Lora网关与所述网关控制装置的连接是否发生异常，并将检测数据反馈至所述网关设置模块。

优选地，所述网关控制模块，还包括：

网关升级模块，用于控制升级所述第一Lora网关的程序和所述第二Lora网关的程序。

优选地，所述网关控制装置为云端或者上位机。

实施本发明，具有如下有益效果：通过将Lora节点同时配置在两个Lora网关下，并将两个Lora网关中的一者设置为主网关、另一者设置为备用网关，这样，当一个主网关发生故障时，网关控制装置将备用网关设置为新的主网关，这样Lora节点可以切换至新的主网关，重新与新的主网关进行数据交互，即使原主网关发生故障，Lora节点也可以将数据上传至新的主网关，避免数据丢失，提高了Lora通信系统的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的Lora网关控制方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的Lora通信系统的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种Lora网关控制方法，如图1所示，其包括下述步骤：

S100、结合图2，网关控制装置1将Lora节点同时配置在第一Lora网关2和第二Lora网关3下，并将第一Lora网关2设置为主网关，将第二Lora网关3设置为备用网关；

S200、当网关控制装置1检测到第一Lora网关2发生故障时，网关控制装置1发送备升主指令至第二Lora网关3，以将第二Lora网关3设置为主网关；

其中，网关控制装置1控制主网关和备用网关都能够接收到Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息，并控制主网关响应Lora节点的请求，控制备用网关不响应Lora节点的请求。

第一Lora网关2和第二Lora网关3均和网关控制装置1保持心跳，当网络断电等异常造成心跳超时或者任意一个Lora网关主动向网关控制装置1上报异常时，网关控制装置1则认为该Lora网关发生故障。

具体地，网关控制装置检测判断第一Lora网关2发生故障的方式为：

网关控制装置1检测判断第一Lora网关2与网关控制装置1之间的心跳是否超过预设时长，或者网关控制装置1判断其是否接收到第一Lora网关2上报的异常，若第一Lora网关2与网关控制装置1之间的心跳超过预设时长，或者网关控制装置1接收到第一Lora网关2上报的异常，则判断第一Lora网关2发生故障。

网关控制装置1控制主网关和备用网关都能够接收到Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息的实施方式为：

控制主网关和备用网关的通信参数相同。第一Lora网关2和第二Lora网关3的网关通信参数均相同，则第一Lora网关2与第二Lora网关3的通信频率均相同，并且该配置信息中还包含有Lora节点ID以及节点类型的信息，网关根据配置信息中的Lora节点ID判断发送请求的Lora节点是否是合法节点。

在网关控制装置1将第二Lora网关3设置为主网关之后，还包括下述步骤：

当网关控制装置1检测到第一Lora网关2故障消除时，网关控制装置1发送主降备指令至第二Lora网关3，以将第二Lora网关3设置为备用网关。

在网关控制装置1控制设置完成主网关和备用网关后，还包括下述步骤：

当Lora节点的状态发生变化时，主网关向网关控制装置1上报节点状态变化信息，网关控制装置1将节点状态变化信息发送至备用网关；其中，Lora节点状态变化信息包含有Lora节点的注册成功信息和/或Lora节点的离线信息。

正常情况下，备用网关不响应Lora节点的注册请求以及数据上传请求，只有主网关响应。当Lora节点状态发生变化如注册成功或者超时离线时，主网关向网关控制装置1上报节点状态变化信息，同时网关控制装置1将该节点状态变化信息推送给备用网关，保证备用网关中存储的节点状态信息和主网关的一致。

当Lora节点先在主网关上注册成功时，主网关中保存有Lora节点的注册信息，注册成功之后，就可以接收Lora节点上传的数据了，同时网关控制装置1会将节点状态变化信息发送给备用网关后，这样，当该备用网关变成新的主网关，Lora节点可以快速无感知的切换到新的主网关，不需要重新注册，Lora节点感受不到主网关与备用网关之间的变化，节点的数据上传都不会受到影响，避免了超时导致的数据丢失情况。

当需要升级第一Lora网关2的程序和第二Lora网关3的程序时，如果第一Lora网关2为主网关，第二Lora网关3为备用网关时，其升级的控制方式为：网关控制装置1先控制升级第二Lora网关3的程序；在第二Lora网关3的程序升级完成后，网关控制装置1控制将第二Lora网关3设置主网关、将第一Lora网关2设置备用网关；然后网关控制装置1再控制升级第一Lora网关2的程序。

而当需要升级第一Lora网关2的程序和第二Lora网关3的程序时，如果第二Lora网关3为主网关、第一Lora网关2为备用网关时，其升级的控制方式为：网关控制装置1先控制升级第一Lora网关2的程序；在第一Lora网关2的程序升级完成后，网关控制装置1控制将第一Lora网关2设置主网关、将第二Lora网关3设置备用网关；然后网关控制装置1再控制升级第二Lora网关3的程序。

在整个升级过程中，不会出现节点数据的丢失，大大提高了系统的可靠性。

本发明实施例还提供一种Lora通信系统，如图2所示，其包括网关控制装置1，以及与网关控制装置1通信连接的第一Lora网关2和第二Lora网关3；网关控制装置1包括：网关设置模块、故障检测模块、网关控制模块。

网关设置模块用于将Lora节点同时配置在第一Lora网关2和第二Lora网关3下，并将第一Lora网关2设置为主网关，将第二Lora网关3设置为备用网关。

故障检测模块用于当其检测到第一Lora网关2发生故障时，发送备升主指令至第二Lora网关3，以将第二Lora网关3设置为主网关。

网关控制模块用于控制主网关和备用网关都能够接收到Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息，并控制主网关响应Lora节点的请求，控制备用网关不响应Lora节点的请求。

网关控制模块进一步的用于控制主网关和备用网关的通信参数相同。

网关控制装置1，还包括：主降备设置模块、网关升级模块。

主降备设置模块用于当其检测到第一Lora网关2故障消除时，发送主降备指令至第二Lora网关3，以将第二Lora网关3设置为备用网关。

网关升级模块用于在网关控制装置1控制将第一Lora网关2设置为主网关、将第二Lora网关3设置为备用网关后，当需要升级第一Lora网关2的程序和第二Lora网关3的程序时，先控制升级第二Lora网关3的程序；在第二Lora网关3的程序完成后，控制将第二Lora网关3设置主网关、将第一Lora网关2设置备用网关，然后再控制升级第一Lora网关2的程序。

网关控制模块还用于在网关控制装置1控制将第二Lora网关3设置为主网关、将第一Lora网关2设置为备用网关后，当需要升级第一Lora网关2的程序和第二Lora网关3的程序时，先控制升级第一Lora网关2的程序；在第一Lora网关2的程序完成后，控制将第一Lora网关2设置主网关、将第二Lora网关3设置备用网关，然后再控制升级第一Lora网关2的程序。

Lora通信系统在运行时，首先进行节点配置，然后可进行节点登录，节点登录成功后，即可进行数据上传和执行指令，其中，节点配置是通过上位机或云端来配置系统中的节点，每条配置包括节点ID(系统中唯一)、节点类型(低功耗节点或实时控制节点)、传感器类型(温度、压力、设备)和附加参数。节点登录就是Lora节点向Lora网关发起登录请求，如果是未配置的Lora节点，则认为是非法节点，Lora网关不响应；如果是已配置的Lora节点，Lora网关响应该Lora节点的请求。

本发明实施例提供的Lora网关控制方法及Lora通信系统，优选应用在对可靠性要求比较高的场合，其采用双网关进行主备的方式，可以有效防止当单个网关断电、挂死或者程序升级时造成的数据丢失。具体地，当云端检测到主网关异常时，立刻给备用网关发送备升主的指令。此时，备用网关变成了新的主网关，其接收到注册和数据上传等请求时，响应Lora节点的请求，并开始对实时性Lora节点进行轮询。Lora节点不用等待原主网关的响应超时而进行再次注册。对于原主网关下的众多Lora节点而言，实现了快速的无感知的切换，避免了超时导致的数据丢失情况。等到原来的主网关故障恢复和云端通信后，云端立刻下发主降备的指令，将新的主网关变成备用网关，同时云端将此时各个Lora节点的状态推送给该网关。之后每当Lora节点有状态变化时，云端也将变化信息推送给该网关，使其与主网关一致。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Lora网关控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

网关控制装置将Lora节点同时配置在第一Lora网关和第二Lora网关下，并将所述第一Lora网关设置为主网关，将所述第二Lora网关设置为备用网关；

当所述网关控制装置检测到所述第一Lora网关发生故障时，所述网关控制装置发送备升主指令至所述第二Lora网关，以将所述第二Lora网关设置为主网关；

其中，所述网关控制装置控制所述主网关和所述备用网关都能够接收到所述Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息，并控制所述主网关响应所述Lora节点的请求，控制所述备用网关不响应所述Lora节点的请求。

2.根据权利要求1所述的Lora网关控制方法，其特征在于，所述网关控制装置控制所述主网关和所述备用网关都能够接收到所述Lora节点的注册请求信息和数据上传请求信息的实施方式为：

控制所述主网关和所述备用网关的通信参数相同。

3.根据权利要求1所述的Lora网关控制方法，其特征在于，在所述网关控制装置将所述第二Lora网关设置为主网关之后，还包括下述步骤：

当所述网关控制装置检测到所述第一Lora网关故障消除时，所述网关控制装置发送主降备指令至所述第二Lora网关，以将所述第二Lora网关设置为备用网关。

4.根据权利要求1至3任一项所述的Lora网关控制方法，其特征在于，在所述网关控制装置控制设置完成主网关和备用网关后，还包括下述步骤：

当所述Lora节点的状态发生变化时，所述主网关向所述网关控制装置上报节点状态变化信息，所述网关控制装置将所述节点状态变化信息发送至所述备用网关；其中，所述Lora节点状态变化信息包含有所述Lora节点的注册成功信息和/或所述Lora节点的离线信息。

5.根据权利要求1至3任一项所述的Lora网关控制方法，其特征在于，在所述网关控制装置控制将第一Lora网关设置为主网关、将所述第二Lora网关设置为备用网关后，当需要升级所述第一Lora网关的程序和所述第二Lora网关的程序时，升级的控制方式为：

所述网关控制装置先控制升级所述第二Lora网关的程序；在所述第二Lora网关的程序升级完成后，所述网关控制装置控制将所述第二Lora网关设置主网关、将所述第一Lora网关设置备用网关；然后所述网关控制装置再控制升级所述第一Lora网关的程序。

6.根据权利要求1至3任一项所述的Lora网关控制方法，其特征在于，在所述网关控制装置控制将第二Lora网关设置为主网关、将所述第一Lora网关设置为备用网关后，当需要升级所述第一Lora网关的程序和所述第二Lora网关的程序时，升级的控制方式为：

所述网关控制装置先控制升级所述第一Lora网关的程序；在所述第一Lora网关的程序升级完成后，所述网关控制装置控制将所述第一Lora网关设置主网关、将所述第二Lora网关设置备用网关；然后所述网关控制装置再控制升级所述第二Lora网关的程序。

7.根据权利要求1至3任一项所述的Lora网关控制方法，其特征在于，所述网关控制装置检测判断所述第一Lora网关发生故障的方式为：

所述网关控制装置检测判断所述第一Lora网关与所述网关控制装置之间的心跳是否超过预设时长，或者所述网关控制装置判断其是否接收到所述第一Lora网关上报的异常，若所述第一Lora网关与所述网关控制装置之间的心跳超过预设时长，或者所述网关控制装置接收到所述第一Lora网关上报的异常，则判断所述第一Lora网关发生故障。

8.一种Lora通信系统，其特征在于，包括Lora节点、网关控制装置第一Lora网关和第二Lora网关；所述网关控制装置，包括：

网关设置模块，分别与所述Lora节点、所述第一Lora网关和所述第二Lora网关通信连接，以用于将Lora节点同时配置在第一Lora网关和第二Lora网关下，并将所述第一Lora网关和所述第二Lora网关中的一者设置为主网关，另一者设置为备用网关；

故障检测模块，分别与所述网关设置模块、所述第一Lora网关和所述第二Lora网关通信连接，以用于检测所述第一Lora网关、所述第二Lora网关与所述网关控制装置的连接是否发生异常，并将检测数据反馈至所述网关设置模块。

9.根据权利要求8所述的Lora通信系统，其特征在于，所述网关控制模块，还包括：

网关升级模块，用于控制升级所述第一Lora网关的程序和所述第二Lora网关的程序。

10.根据权利要求8所述的Lora通信系统，其特征在于，所述网关控制装置为云端或者上位机。

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